コロラド大学ボルダー校の研究者は、人体を生体電池に変える新しい低コストのウェアラブルデバイスを開発しました。
デバイス、 ジャーナルScienceAdvancesに本日記載されています、リングやブレスレットとして着用できるほど伸縮性があります。 小さな熱電発電機を使用して人の自然な熱を利用し、体の中心温度を電気に変換します。
「将来的には、バッテリーを含まずにウェアラブル電子機器に電力を供給できるようにしたいと考えています」と彼は言います。 ジャンリャン・シャオ、コロラド大学ボルダー校のポールM.レイディ機械工学科の上級研究著者兼准教授。
ウェアラブル熱電の概念
ロボットの種族が人間を奴隷にして貴重な有機エネルギーを収穫するマトリックス映画シリーズから生まれたようです。 Xiaoと彼女の同僚はそれほど野心的ではありません（そして善に感謝します）： 彼らのデバイスは約を生成することができます 1ボルト 皮膚のXNUMX平方インチのスペースごとにエネルギーが供給され、既存のほとんどのバッテリーよりも面積あたりの電圧が低くなりますが、時計やフィットネストラッカーなどの電子機器に電力を供給するのに十分です。
科学者はすでにデバイスを実験しています ウェアラブル 同様の熱電素子ですが、Xiaoは弾性があり、損傷した場合に硬化でき、完全にリサイクル可能です。 これにより、従来の電子機器のよりクリーンな代替品になります。
バッテリーを使用するたびにバッテリーが消耗し、最終的にはバッテリーを交換する必要があります。 私たちの熱電デバイスの素晴らしいところは、それを身に着けることができ、それがあなたに一定の電力を提供することです
ジャンリャン・シャオ
スキンテクノロジー
このプロジェクトは、Xiaoが人間とロボットを融合させる最初の試みではありません。 彼と彼の同僚は、実際の人間の皮膚と非常によく似た外観と動作をするウェアラブルデバイスである「電子皮膚」の設計をすでに開拓してきました。 しかし、その「アンドロイドスキン」でさえ、機能するために外部電源に接続する必要がありました。
そしていま？ と呼ばれる弾性素材で作られたベースからのチームの最新のイノベーション ポリアミン。 次に、科学者は薄い熱電チップを隣り合わせに挿入します。 すべて液体金属ワイヤーで接続されたチップのネットワーク。 最終製品は、プラスチック製のブレスレットと小型のコンピューターマザーボード、またはおそらくハイテクダイヤモンドリングの間の十字架のように見えます。
「私たちの設計は、非常に壊れやすい熱電材料に過度の張力をかけることなく、システム全体を伸縮可能にします」とXiao氏は述べています。
あなたがジョギングに出かけていると想像してみてください。 運動すると、体が温まり、熱を放射します。 Xiaoのデバイスは、そのエネルギーの流れをキャプチャします。 人体に密着したミニ熱電発電機は、通常は環境に放散されるこの熱を利用することができます。
熱電レンガ
この熱電システムのモジュール性は、発電機ブロックを追加または削除することで変化する可能性があります。 「私たちにできることは、これらの小さなユニットを組み合わせてXNUMXつの大きなユニットを作ることです」とXiao氏は言います。 「それは、小さなレゴのピースをたくさん組み合わせて大きな構造を作るようなものです。 それはあなたにカスタマイズのための多くのオプションを提供します」。
Xiaoと彼の同僚は、たとえば、活発な歩行者は典型的なスポーツブレスレットのサイズのデバイスを使用できると計算しました。 多くの時計用電池が収集できる量を超える約5ボルトの電気を生成します。
新しいデバイスは、生体組織と同じくらい強力です。 たとえば、ウェアラブル熱電デバイスが破損した場合、壊れた端をつまむと、数分で再び密閉されます。 そして、サイクルの終わりに、デバイスを特別な溶液に浸して、電子部品を分離し、ポリアミンベースを溶解することができます。これらの各成分は再利用できます。
